推廣使用非晶態(tài)變壓器的效益分析和前景

張志龍

【摘要】線(xiàn)損管理作為供電企業(yè)的主要考核指標(biāo)，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造的逐步實(shí)施，人員越來(lái)越注意到變壓器損耗的管理，淘汰老型號(hào)的變壓器，更換新型的節(jié)能變壓器勢(shì)在必行。本文從SH11非晶型變壓器工作原理，SH11型變壓器與S7型變壓器損耗的對(duì)比，分析推廣使用SH11型非晶變壓器的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】配電變壓器；損耗；經(jīng)濟(jì)效益；非晶態(tài)

一、配電變壓器的發(fā)展歷史

配電變壓器一般是指整個(gè)電網(wǎng)輸配電系統(tǒng)中的最后一級(jí)變壓器，它將10kV電壓變?yōu)?.4/0.22kV電壓直接服務(wù)于用戶(hù)。在我國(guó)，10kV變壓器全部為油浸式變壓器，容量范圍式20kVA—8100kVA，從五十年代至1980年，這類(lèi)變壓器經(jīng)歷了1964年的SJ型、SJL型，1973年的SL型和SL1型等。這些產(chǎn)品大部分都是鋁線(xiàn)、熱軋硅鋼片結(jié)構(gòu)，損耗制表較高。80年代初，我國(guó)組織了全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)，生產(chǎn)了在當(dāng)比較先進(jìn)的S7型、SL7型變壓器，1983年又參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，采用優(yōu)質(zhì)材料，改進(jìn)設(shè)計(jì)工藝，推出了S9型變壓器，其損耗進(jìn)一步降低。雖然每次改型換代產(chǎn)品都能夠降低變壓器的損耗，特別是S9型變壓器的推出大大降低了變壓器的損耗，但仍然采用的是熱扎硅鋼片導(dǎo)磁，只是設(shè)計(jì)工藝的改進(jìn)，但不能從根本上解決變壓器的損耗。

二、非晶態(tài)合金變壓器的產(chǎn)生及效益分析

從變壓器的特性實(shí)驗(yàn)分析，降低變壓器的損耗主要降低變壓器的鐵損，即選用高導(dǎo)磁率的材料做鐵芯。非晶態(tài)合金的產(chǎn)生使這一問(wèn)題迎刃而解，非晶態(tài)合金主要使硼鐵、硅鐵及鐵原料熔于鋼爐，流于鋼地或蓄槽，然后澆鑄于高速移動(dòng)的基底上，正在與基底接觸后，鋼水大約在1μs內(nèi)固化城薄的金屬帶，由于冷卻時(shí)間很短，合金的特殊成份鋼材來(lái)不及結(jié)晶而保持非晶態(tài)液狀下的結(jié)構(gòu)，成為玻璃狀態(tài)的薄片，厚度約為0.25mm-0.3mm，非晶態(tài)結(jié)構(gòu)消磁能耗極少。由于這個(gè)特性，制成變壓器后，它的鐵損很小，只有硅鋼片變壓器的20%左右。非晶變就是用非晶態(tài)合金材料替代硅鋼片做為變壓器的鐵芯，工作原理與硅鋼片變壓器的相同，非晶態(tài)合金具有很低的單位鐵損，較高的電阻率，空載電流大幅度降低，其空載電路合空載損耗分別比S7型、S9型系列降低了75%和50%。

經(jīng)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，非晶態(tài)變壓器與S7、S9系列變壓器的性能分析，非晶態(tài)變壓器的空載損耗為S7型變壓器的22%左右，是S9型變壓器的25%。

下面，通過(guò)公式計(jì)算方法來(lái)計(jì)算投運(yùn)非晶態(tài)變壓器的經(jīng)濟(jì)效益：

ΔA=T*[（POG-POD）+（PKG-PKD）*β2]，由于線(xiàn)路采用多級(jí)無(wú)功補(bǔ)償，并為簡(jiǎn)化計(jì)算，無(wú)功損耗折算有功損耗未計(jì)入。ΔA—節(jié)約電量（KWH）；T—年利用小時(shí)，T=8760r%/年（變壓器運(yùn)行時(shí)間）；r%—供電保證率，一般取95%—99%；POG—高耗能變壓器鐵損（W）；POD—非晶系列變壓器鐵損（W）；PKG—高耗能變壓器額定銅損（W）；PKD—非晶系列變壓器額定銅損（W）；β—變壓器負(fù)載率，一般取0.4-0.6；

通過(guò)以上的數(shù)量分析，不難看出，改造高耗能變壓器為非晶態(tài)變壓器的經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我局新增或更新配電變壓器達(dá)1100臺(tái)之多，如果全部假設(shè)為采用50kVA非晶態(tài)變壓器，則每年可節(jié)約鐵損161700kWH電量，折合電費(fèi)為93786元。如果通過(guò)投資效益分析可以得出，投入非晶變?cè)黾拥耐度胱疃?—5年可以收回，而變壓器的技術(shù)壽命為10年，使用壽命為20年。同時(shí)，由于非晶變的投入使用，環(huán)保效益也是非常明顯的。

為了促進(jìn)變壓器制造技術(shù)的更新?lián)Q代來(lái)節(jié)約電能，國(guó)家發(fā)文淘汰了包括S7和SL7在內(nèi)的各種在上世紀(jì)80年代以前生產(chǎn)的變壓器，停止生產(chǎn)和銷(xiāo)售。但是據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)電網(wǎng)范圍內(nèi)仞然有2億kVA在80年代以前生產(chǎn)的這類(lèi)變壓器在運(yùn)行。與節(jié)能的SH11非晶變相比，其平均損耗增加70%以上，每kVA容量每年多損耗70kWH電能以上，這樣全國(guó)每年多損耗掉140億kWH電能。為了節(jié)約寶貴的電能，保護(hù)環(huán)境，用低損耗的變壓器替代這些高耗能變壓器有非常重要的意義。

三、總結(jié)

當(dāng)前，進(jìn)行的城農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造工程，就是通過(guò)采用技術(shù)措施，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，降損節(jié)能。變壓器損耗占農(nóng)網(wǎng)線(xiàn)路損耗的50-60%，用節(jié)能變壓器更換高耗能變壓器是一項(xiàng)切實(shí)可行的技術(shù)措施，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委和科委1996年印發(fā)《中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱》通知中就明確指出要研制和推廣非晶合金磁性材料變壓器。非晶態(tài)合金變壓器（簡(jiǎn)稱(chēng)非晶變）已在我局城農(nóng)網(wǎng)改造工程中投入社用，效果良好。